两段AO串联工艺处理低碳氮比市政污水的实验研究

作     者：刘贞贞 

作者单位：安徽建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄显怀

授予年度：2023年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：两段AO串联工艺 低碳氮比 市政污水 生物脱氮 

摘      要：针对我国城镇污水厂进水碳氮比低和出水总氮高的问题,对某污水厂运行状况和进出水水质展开调研;提出两段式AO串联工艺,研究该工艺对城镇污水厂低碳源污水的脱氮效率;在小试实验成功的基础上,调整小试工艺流程,建造两段AO串联工艺中试装置,探究两段AO串联工艺中试装置的运行效果和对城镇污水厂提标改造项目的指导意义。主要研究内容及结果如下:某污水厂主体采用“多级多段AO+磁混凝沉淀+反硝化滤池工艺,出水满足地表水准IV类标准(除总氮外,ρ(总氮)≤10 mg/L),实际运行时二沉池出水TN一期去除率为64.5%,二期去除率为59%,最低时仅有38.7%,一期、二期出水总氮分别有42%和50%的概率无法满足一级A出水标准,多级多段AO工艺总氮去除效果不理想,增加了后续深度处理的脱氮压力和碳源投加量,同时增加了水厂运行成本。构建两段AO串联工艺小型实验装置,第一段工艺流程为:进水→厌氧→缺氧→沉淀→缺氧→好氧,第二段:进水(第一段沉淀池出水)→缺氧→好氧→沉淀→出水,在进水流量40 L/h,HRT为24 h,厌氧区DO≈0、缺氧区为0-0.2 mg/L、好氧区溶解氧为1.2-1.5 mg/L,回流量在80 L/h时。COD、氨氮和TN出水浓度均值为23.2 mg/L、1.36 mg/L和5.7 mg/L,平均去除率为88.6%、94.6%和85.6%,满足城镇污水厂污染物排放标准中的一级A标准。由同一周期内水质变化情况可知,总氮、氨氮在缺氧阶段均出现下降,总氮的下降由硝化反应引起,氨氮下降是污泥吸附作用导致;同时观察到总氮浓度在好氧段出现不明显降低现象,原因是反应器中溶解氧分布不均匀,造成好氧缺氧共存,出现同步硝化反硝化现象。当碳氮比为2.6-3时,总氮的去除率均值为76.2%;碳氮比在3-4之间时,总氮的去除率均值为80.8%;碳氮比在4-5之间时,总氮的去除率均值为83.2%;碳氮比为5-7时,总氮的去除率大于85%,最高不超过90%。运行两段AO串联工艺中试装置,第一段流程为:进水→厌氧→缺氧1→缺氧2→好氧,第二段:进水(第一段缺氧池1出水)→缺氧→好氧→沉淀→出水。以污水厂进水为研究对象,二沉池回流污泥为接种污泥,在进水流量2 m/h,HRT为24 h,两段硝化液回流均为4 m/h,污泥回流为2 m/h时,氨氮、COD和TN出水浓度均值为1.38 mg/L、13.8 mg/L和7.06 mg/L,去除率为95%、90%和76.8%,出水均满足国家出水水质一级A标准,中试装置运行正常,碳源利用率高,脱氮效果好。运行过程中调整设备进水流量、污泥浓度和进水碳氮比,设备均能高效去除总氮、氨氮、COD。与水厂出水进行对比,AAO工艺和两段AO串联工艺对COD、氨氮的去除均高效且稳定,对总氮的去除率分别76.3%、63.2%,可见设备更能充分利用水中碳源进行反硝化作用,表明两段式AO串联工艺中试装置能够充分利用进水碳源,提高总氮去除率,可以为城镇污水厂提标改造项目提供一种新思路。图[45]表[7]参[82]